(57)【要約】 【課題】  容易に気道内の閉塞位置を検出できると共に呼吸状態を検査すること。【解決手段】  口又は鼻孔の少なくともどちらか一方を介して気道内に検査信号を発信する発信器と、気道内で反射した検査信号を受信する受信器と、該受信器で受信された検査信号に基づいて、呼吸状態を測定する測定手段４とを備える呼吸検査装置１を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
口又は鼻孔の少なくともどちらか一方を介して気道内に検査信号を発信する発信器と、
前記気道内で反射した前記検査信号を受信する受信器と、
該受信器で受信された検査信号に基づいて呼吸状態を測定する測定手段とを備えることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の呼吸検査装置において、
前記測定手段が、測定結果に基づいて呼吸状態を分析する分析部と、該分析部による分析結果に基づいて前記気道内の閉塞部位を検出する検出部とを備えることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の呼吸検査装置において、
前記発信器及び前記受信器が、同一のデバイスで構成されていることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、
前記発信器及び前記受信器が、口又は鼻孔の少なくともどちらか一方の近傍に装着されることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、
前記発信器及び前記受信器と前記口又は鼻孔との間に配され、前記検査信号を伝達可能な検査信号伝達ガイドを備え、
該検査信号伝達ガイドを介して前記検査信号を、送信又は受信することを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、
前記検査信号が、電波信号であり、
前記発信器が、前記電波信号を発信する電波発信器であり、
前記受信器が、前記電波信号を受信する電波受信器であることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、
前記検査信号が、音波信号であり、
前記発信器が、前記音波信号を発信する音波発信器であり、
前記受信器が、前記音波信号を受信する音波受信器であることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項８】
請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、
前記検査信号が、パルス状信号であることを特徴とする呼吸検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠中の被検者の呼吸状態を検査する呼吸検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、被検者の呼吸状態を検査する呼吸検査装置は、各種提供されており、呼吸不全や睡眠時無呼吸状態等の進行具合を検査するための有効な手段として注目されている。また、この種の呼吸検査装置は、被検者の様々な生体情報を取得し、該生体情報に基づいて呼吸状態を検査している。例えば、呼吸する際の息の温度、湿度、空気圧や、呼吸する際に含まれる二酸化炭素量や濃度、或いは呼吸音を測定するもの等が知られている。また、このような呼吸検査装置の１つとして、睡眠中の呼吸状態を検査することができる生体情報測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記生体情報測定装置は、例えば、酸素飽和度指センサ、フローセンサ、或いはマイクロフォン等を備えている。ここで、酸素飽和度指センサは、指先に取り付けて酸素飽和度や脈拍数等を測定するものである。また、フローセンサは、鼻又は口の呼吸を検知して呼吸気の温度変化を検出するものである。また、マイクロフォンは、喉に取り付けて気管音やいびき音を検出するものである。このように、生体情報測定装置は、これらの各検出結果に基づいて酸素飽和度平均値、脈拍数平均値、単位時間当たりの無呼吸回数等を解析することができるものである。
従って、上記生体情報測定装置によれば、睡眠中における無呼吸回数等を容易に把握することができ、睡眠時無呼吸状態の進行具合を検査するのに有効な手段とされている。
【特許文献１】特開２０００−３１２６６９号公報（段落番号００１８−００４９、第１−１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の生体情報測定装置により、睡眠時無呼吸状態の初期症状や進行具合を把握することができる。しかしながら、治療を行う場合には、更に病院等の医療機関等にてＭＲＩ装置等の大掛かりな装置による検査を受診して、気道内での閉塞位置を検出する必要がある。そして、閉塞位置を検出後、その状況に応じた適切な治療等を受ける必要がある。つまり、気道内の閉塞位置を検出するには、医療機関等を訪れてさらに検査を受ける必要があり、時間と手間のかかるものであった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、容易に気道内の閉塞位置を検出できると共に呼吸状態を検査することができる呼吸検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、口又は鼻孔の少なくともどちらか一方を介して気道内に検査信号を発信する発信器と、前記気道内で反射した前記検査信号を受信する受信器と、該受信器で受信された検査信号に基づいて、呼吸状態を測定する測定手段とを備える呼吸検査装置を提供する。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の呼吸検査装置において、前記測定手段が、測定結果に基づいて、呼吸状態を分析する分析部と、該分析部による分析結果に基づいて前記気道内の閉塞部位を検出する検出部とを備える呼吸検査装置を提供する。
【０００７】
本発明に係る呼吸検査装置においては、発信器により口又は鼻孔から気道内に向けて発信された電波や音波等の検査信号が、気道内の管壁で反射を繰り返しながら肺に向けて進む。また、肺に到達した検査信号は、肺で反射して再度口又は鼻孔に戻って受信器で受信されると共に測定手段により、例えば、反射時間等が測定される。この際、気道内に閉塞部位があった場合には、検査信号が肺に達する前に閉塞部位で反射する。よって、このような状態での反射時間は、正常時と比較して短い反射時間となる。この反射時間の差異は、分析部により分析される。また、検出部は、分析部による分析結果を受けて、例えば、反射時間から口又は鼻孔と閉塞部位との距離を算出することで、気道内の閉塞部位の検出を行うことができる。
このように、気道内に検査信号を発信し、気道内で反射した検査信号を受信することで、時間や手間をかけずに容易に閉塞位置を検出することができると共に、呼吸状態を合わせて検査することができる。これにより、その後の治療等を円滑に行うことができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の呼吸検査装置において、前記発信器及び前記受信器が、同一のデバイスで構成されている呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、発信器及び受信器を同一のデバイスで構成できるので、部品点数を少なくでき、低コスト化を図ることができると共に、より小型化を図ることができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、前記発信器及び前記受信器が、口又は鼻孔の少なくともどちらか一方の近傍に装着される呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、発信器及び受信器が、口又は鼻孔の近傍に装着されるので、より確実に気道内に向けて検査信号の発信が行えると共に、気道内からの検査信号の受信が行える。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、前記発信器及び前記受信器と前記口又は鼻孔との間に配され、前記検査信号を伝達可能な検査信号伝達ガイドを備え、該検査信号伝達ガイドを介して前記検査信号を、送信又は受信する呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、検査信号を検査信号伝達ガイドを介して確実に気道内に向けて発信が行えると共に、気道内からの検査信号の受信が行える。また、検査信号伝達ガイドを利用するので、発信器及び受信器を口又は鼻孔の近傍に装着する必要がない。そのため、拘束感を低減することができる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、前記検査信号が、電波信号であり、前記発信器が、前記電波信号を発信する電波発信器であり、前記受信器が、前記電波信号を受信する電波受信器である呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、電波を利用して気道内の閉塞位置の検出及び呼吸状態の検査を行うことができる。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、前記検査信号が、音波信号であり、前記発信器が、前記音波信号を発信する音波発信器であり、前記受信器が、前記音波信号を受信する音波受信器である呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、音波を利用して気道内の閉塞位置の検出及び呼吸状態の検査を行うことができる。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、前記検査信号が、パルス状信号である呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、パルス状の信号を利用して気道内の閉塞位置の検出及び呼吸状態の検査を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る呼吸検査装置によれば、気道内に検査信号を発信し、気道内で反射した検査信号を受信することで、時間や手間をかけずに容易に閉塞位置を検出することができると共に、呼吸状態を合わせて検査することができる。従って、その後の治療等を円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る呼吸検査装置の一実施形態について、図１から図８を参照して説明する。本実施形態の呼吸検査装置１は、図１に示すように、本体部１１とセンサ部１０とを備えている。センサ部１０は、図２に示すように、電波発信器（発信器）２、電波受信器（受信器）３及び無線電波アンテナ１２を備える。電波発信器２は、被検者Ａの口又は鼻孔の少なくともどちらか一方を介して気道内に検査信号、即ち、電波信号を発信する。電波受信器３は、気道内や肺の内部で反射した電波信号を受信する。一方、本体部１１は、信号分析回路（測定手段）４、信号発生回路１６及び信号検出回路１７を備えている。信号分析回路４は、電波受信器３で受信された電波信号に基づいて、被検者Ａの呼吸状態を測定する。なお、本実施形態においては、電波信号を鼻孔から気道内に発信及び受信する場合について説明する。
また、上記信号分析回路４は、分析回路（分析部）５と検出回路（検出部）６とを備えている。分析回路５は、電波信号の測定結果に基づいて、呼吸状態を分析する。検出回路６は、分析回路５の分析結果に基づいて、気道内の閉塞部位を検出する。
【００１６】
前述のように、呼吸検査装置１は、鼻孔の近傍に装着可能なセンサ部１０と、該センサ部１０に電気的に接続されている本体部１１とを有している。センサ部１０は、図１及び図２に示すように、開口１０ａを有する箱状に形成されている。また、クリップ等の保持部が設けられており、保持部を介して開口１０ａが鼻孔に向いた状態で被検者Ａに装着できるようになっている。なお、保持部を省略して、例えば、テープ等で鼻孔の近傍に貼り付けても構わない。或いは、外形をラグビーボールのようにし、その外周面に細かい凹凸を形成して、鼻孔内に挿入して固定しても構わない。また、センサ部１０内には、無線電波アンテナ１２が設けられている。該無線電波アンテナ１２は、本体部１１からの制御信号を受けて、電波発信器２を動作させる。また、無線電波アンテナ１２は、電波受信器３が、気道内から受信した電波信号を本体部１１に向けて送るようになっている。なお、電波発信器２は、電波信号を発信する際、連続的な発信ではなく、パルス状の電波信号を発信するようになっている。
【００１７】
上記本体部１１は、図１に示すように、筐体１５により箱状に形成されている。そして、例えば、ベルト等により、被検者Ａの腕等に装着できるようになっている。また、腕時計のように手首に装着できるように構成しても構わない。
また、本体部１１は、図１に示すように、筐体１５内に、信号発生回路１６、信号検出回路１７を有している。信号発生回路１６は、上記無線電波アンテナ１２に送る制御信号を生成する。信号検出回路１７は、無線電波アンテナ１２から送信された電波信号を検出する。
【００１８】
更に、本体部１１は、筐体１５内に、上記信号分析回路４を備えている。この信号分析回路４は、分析回路５、検出回路６及びメモリ１８を有している。メモリ１８は、これら各回路５、６で得られた呼吸状態や、閉塞部位等の検出結果を記録する。また、筐体１５の外表面には、メモリ１８に記録されている各情報を表示する表示器１９が設けられている。
上記分析回路５は、電波発信器２から送信された電波信号が気道内で反射して、電波受信器３により受信されるまでの反射時間を測定する機能を有している。そして、この反射時間の差異により、呼吸状態や気道内の閉塞状態を分析するようになっている。更に、分析回路５は、作動を始めてから所定時間の間に測定した反射時間、即ち、被検者Ａの就寝直後に測定した反射時間を、基準時間として記録する記録部５ａを有している。そして、基準時間とその後測定した反射時間とを比較することにより、分析を行うようになっている。なお、記録部５ａは、予め基準時間を入力できるように設定しても構わない。そして、分析した結果、測定した反射時間が基準時間と異なる場合には、呼吸状態が変化したとして、その旨を検出回路６に送ると共にメモリ１８に記録するようになっている。
【００１９】
上記検出回路６は、分析回路５から送られてきた反射時間から、気道内の閉塞位置までの距離を検出する機能を有している。また、検出した距離は、メモリ１８に記録されるようになっている。
上記表示器１９は、液晶モニタやＬＥＤ等でメモリ１８に記録された各情報を、図示しなしスイッチにより任意に表示できるモニタとされている。また、表示器１９は、タイマ機能を内蔵しており、分析回路５及び検出回路６から送られてきた各情報の時間を記録できるようになっている。なお、本実施形態においては、表示器１９は、筐体１５の外表面に設けた一体構成としたが、これに限られず、別個に設けても構わない。
【００２０】
このように構成された呼吸検査装置１により、被検者Ａの呼吸状態及び気道内の閉塞位置を検出する場合について、以下に説明する。
まず、センサ部１０及び本体部１１を所定位置に装着する。装着後、被検者Ａは、本体部１１の図示しない電源スイッチを入れて就寝する。一方、本体部１１に電源が入ると、電波発信器２は、電波信号を気道内に発信する。即ち、信号発生回路１６が作動して、所定の制御信号が生成される。この制御信号に基づいて、図３に示すように、電波発信器２から鼻孔内にパルス状の電波信号が発信される。この際、被検者Ａは、就寝直後であるので、気道内が塞がっていない状態である。よって、気道内に発信された電波信号は、図１に示す被検者Ａの気道内の内腔壁に反射しながら肺にまで到達すると共に、肺で反射して再度鼻孔に向けて戻り電波受信器３により受信される。また、受信された電波信号は、無線電波アンテナ１２を介して本体部１１に送られる。そして、信号検出回路１７から信号分析回路４に送られる。
【００２１】
この際、電波受信器３は、気道内から例えば、図４に示すような電波信号を受信して、分析回路５に送っている。即ち、電波受信器３は、まず、鼻孔内の内腔壁で反射した電波信号を受信し、次いで、喉の内腔壁で反射した電波信号を受信する。このように、時間の経過と共に、肺に近い部位の内腔壁で反射した電波信号を受信する。そして、最後に、肺で反射した電波信号を受信する。なお、分析回路５は、信号レベルが０になる直前の電波信号が、肺により反射した電波信号であると判断するようになっている。また、分析回路５は、肺で反射した電波信号の反射時間を基準信号として記録部５ａに記録する。この記録部５ａへの記録は、電源が入ってから所定時間が経過するまでの間だけ行うように設定されている。また、所定時間の間に複数回記録した基準時間の平均値を求めるようにしても構わない。こうすることで、より正確な基準時間の設定が可能となる。
【００２２】
次いで、上記所定時間（例えば、電源投入時から３０分）の経過後、分析回路５は、電波受信器３から送られてきた電波信号の反射時間を基準時間と比較することにより、呼吸状態の分析を行う。この結果、例えば、反射時間に差異がない場合には、気道の状態に変化、即ち、呼吸状態に変化がないと分析する。ここで、図５に示すように、例えば、被検者Ａの気道内の筋肉等が緩んで、鼻孔と口との間に狭窄が生じた場合には、電波受信器３は、図６に示すような電波信号を受信する。つまり、電波受信器３は、肺ではなく、狭窄部位Ｂで反射した電波信号、即ち反射時間ｔ１の電波信号を受信する。分析回路５は、この反射時間ｔ１と基準信号との差異により、呼吸状態が変化したと分析し、その旨をメモリ１８に送ると共に検出回路６に送る。
【００２３】
メモリ１８は、分析回路５から呼吸状態に変化があったことを、内蔵されたタイマ機能による時間と関連付けて記録する。また、検出回路６は、分析回路５から送られてきた反射時間ｔ１から閉塞部位Ｂまでの距離ｓ１の検出を行う。つまり、検出回路６は、例えば、距離Ｓ（ｍｍ）＝時間ｔ（ｓ）×音速（ｍ／ｓ）／２の式に基づいて、反射時間ｔ１から閉塞部位Ｂまでの距離ｓ１を検出する。また、検出回路６は、距離ｓ１を検出後、メモリ１８に送る。また、メモリ１８は、検出回路６から送られてきた距離ｓ１を、内蔵されたタイマ機能の時間と関連付けて記録する。
【００２４】
また、図７に示すように、例えば、気道内の口と肺との間に狭窄が生じた場合には、電波受信器３は、図８に示すような電波信号を受信する、即ち、反射時間ｔ２の電波信号を受信する。この場合にも上述したと同様に、分析回路５で呼吸状態の変化が分析されると共に、検出回路６により閉塞部位Ｃまでの距離ｓ２が検出される。また、これら呼吸状態の変化及び距離ｓ２は、メモリ１８に時間に関係付けられ記録される。
【００２５】
このように、被検者Ａが就寝している間、信号分析回路４は、電波発信器２により発信されて気道内で反射した電波信号を受信すると共に、その反射時間と基準時間とに差異が生じたときに、呼吸状態の変化があったとして、メモリ１８への記録を繰り返し行っている。また、同時に、閉塞部位の距離の記録も合わせて行っている。
これにより、被検者Ａは、起床後、表示器１９のスイッチを操作してメモリ１８に記録された各情報、例えば、何時何分に呼吸状態の変化（無呼吸状態）があったことや、鼻孔から閉塞部位までの距離や、呼吸異常の回数等を容易に確認することができる。特に、鼻孔から閉塞部位までの距離を確認することができるので、その後、医療機関等によるＭＲＩ等の治療を受けなくとも、直ちに最適な治療を受けることができる。
【００２６】
上述した呼吸検査装置１によれば、被検者Ａの気道内に電波信号を発信し、該気道内で反射した電波信号を受信することで、時間や手間をかけずに容易に気道内の閉塞位置を検出することができると共に、呼吸状態を合わせて検査することができる。従って、その後、検出した閉塞位置のデータを基に、医療機関等で睡眠時無呼吸状態等の治療を円滑に行うことができる。
また、電波発信器２及び電波受信器３が、鼻孔の近傍に配されているので、確実に電波信号を気道内に発信したり、気道内からの受信が行える。従って、検査の正確性を向上することができる。
【００２７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態においては、電波信号を被検者の鼻孔から気道内に発信したが、口から気道内に発信するようにしても構わない。また、検査信号として電波を利用したが、電波に限られるものではない。例えば、音波を利用した音波信号でも構わない。この場合には、電波発信器を音波信号を発信する音波発信器とし、電波受信器を音波信号を受信する音波受信器として構成すれば良い。また、センサ部内には、図９に示すように、音波発生薄膜を開口の近傍に設けると共に、該音波発生薄膜に電圧を印加させて音波発生薄膜
を振動させる発信水晶等の発信手段を設ければよい。このように構成することで、音波発生薄膜を振動させて気道内に音波信号を発信することが可能である。また、逆に気道内からの音波信号を受信することも可能である。
【００２８】
また、電波発信器及び電波受信器をそれぞれ別個に構成、即ち、本体部の筐体内に、信号発生回路及び信号受信回路を別個に構成したが、同一のデバイス上に構成しても構わない。こうすることで、部品点数を少なくでき、低コスト化を図ることができる。また、本体部のさらなる小型化を図ることができる。
更に、センサ部を鼻孔の近傍に配して、無線電波アンテナから直接的に電波信号を気道内に発信したが、これに限られず、電波信号を気道内に発信できる構成であれば構わない。例えば、図１０に示すように、センサ部と気道との間に、電波信号を伝達可能な空気パイプ（検査信号伝達ガイド）を配しても良い。該空気パイプは、可撓性を有するように形成され、内部に電波信号を伝達できるようになっている。この空気パイプを利用することで、センサ部を、被検者に貼り付ける等して装着する必要がなくなるので、被検者の拘束感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る呼吸検査装置の一実施形態を説明するための、全体構成図である。
【図２】図１に示す呼吸検査装置のセンサ部の断面図である。
【図３】電波信号を発信したときの波形図である。
【図４】被検者の正常時に、気道内から電波信号を受信したときの波形図である。
【図５】気道内の鼻孔と口との間に狭窄がある場合に、電波信号を発信した状態を示す図である。
【図６】図５の状態において、電波信号を受信したときの波形図である。
【図７】気道内の口と肺との間に狭窄がある場合に、電波信号を発信した状態を示す図である。
【図８】図７の状態において、電波信号を受信したときの波形図である。
【図９】音波信号を発信する場合の、センサ部の他の例を示す断面図である。
【図１０】センサ部と気道との間に、空気パイプを配して気道内に電波信号を発信した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    呼吸検査装置
２    電波発信器（発信器）
３    電波受信器（受信器）
４    信号分析回路（測定手段）
５    分析回路（分析部）
６    検出回路（検出部）
【図１】
2005168883.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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